Файл: Багинский, Б. А. Импульсная техника на четырехслойных приборах учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 0
- 34 »
М
tßbiu
для схемы р ;Сі 2С6 |
нетрудно подучить в виде: |
|
|
|
||||||||
|
|
|
... |
|
"Lsvnfn |
ibsoccTO$p |
|
|
( г - г і ) |
|
||
|
|
|
^ - J n j r n s f n i p |
|
> |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
к |
для |
цепи рис. 19в |
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
£ |
£ &о:ст oSp |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
RC * |
|
|
( г - г г ) |
|
|||||
|
|
|
іл |
ШПШГ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ііа риц2І показана |
построенная согласно выpastern® (3-21) эависи» |
|||||||||||
мость |
минимально допустимого |
отношения |
<?с / |
(tfai-UcttroSp) от |
зн а- |
|||||||
, чония |
IU'Ui)!/s |
|
.Величина |
Ус( ti) / £ |
является функцией |
пара |
||||||
^HMri____ |
|
метров tscccToSp, L, С, R u |
Ri |
.Для |
определения |
|||||||
f бъСС/П £?Р |
|
|||||||||||
1C |
— |
- — - - |
этой 'функции |
следует |
рассмотреть |
переходный |
про |
|||||
|
\ |
|
цесс в цепи после отпирания тиристора.Можно по |
|||||||||
3 |
|
казать ,что величина |
11с dßf |
мало отличается |
от |
|||||||
|
ч |
|
максимального отрицательного значения напряжения |
|||||||||
|
|
|
¥Oft Wc(h}\ на конденсаторе,если
Рис.21. |
■ E |
|
|
|
ІС |
( г -із ) |
|
|
|
|
? - ë w , |
|
|
8 рассмотренных |
схемах процесс |
запирания,тиристора осуществляется |
||||
в результате изменения направления тока в .индуктивности, включен |
||||||
ной последовательно с |
запираемы:,? прибором,8 ряде, случаев цепь ко - |
|||||
«мутации,состоящая из |
последовательно включенных индуктивности и , |
|||||
емкости присоединяется |
параллельно |
тиристору Flic. 22.До момента п о - | |
||||
|
|
|
|
|
дачи входного импульса коаден- |
|
|
V |
|
|
tv |
* сатор С заряжается с полярное- |
|
|
— |
\ |
■ |
Г Г |
тыэ>указанной на рисунке,Доело |
|
|
* |
|
г л |
■ |
Г |
. 1 |
го |
протекает два контурных то |
|||
ка: |
..■ |
|
|
|
||||
‘■«ЧІР |
|
I |
t |
1. Ток нагрузки Je . |
от ис |
|||
|
|
|
|
точника Е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
. 2-. Тоіс перезаряда емкости, |
||||
Р и с . 2 2 . |
|
|
|
протекающий через резонанс |
||||
|
|
|
|
ную цепь LC |
и перезаряжаю |
|||
щий конденсатор С с обратной полярностью. На втором полупериоде сво |
||||||||
бодных колебаний контура |
LC |
этот |
ток |
изменяет |
свое направление . |
|||
и протекает через тиристор противоположно току нагрузки.'Ікристор |
||||||||
запирается в момент,когда ток колебательного контура превысит ток |
||||||||
нагрузки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис.23 приведена схема коммутации с использованием насыщаю |
||||||||
щего??реактора (схема Моргана). После |
окончания предыдущего |
цикла |
||||||
"Л работы схемы конденсатор |
заряжен |
с полярностью,указанной |
на |
рисун- |
35»
ке ,а сердечник реактора насыщен в положительном направлении. Ког-
■jTj? |
I |
с Д .-!" да Гі'иРис'Г0Р опирается,напряжение конденса- |
тт«*»■* тора прикладывается к обмотке реактора L z .
|
|
1-гч([ |
Полярность приложенного напряжения такова, |
|||||||||
- Е |
___ сТрі |
чт0 сердечник быстро |
выходит |
иэ |
состояния |
|||||||
|
|
|
насыщения. На интервале |
времени t, |
- t t через |
|||||||
|
|
|
тиристор протекает ток нагрузки и ток раз- |
|||||||||
|
|
|
ряда |
конденсатора. Напря кекие ,прило женное к |
||||||||
|
|
а. |
оомотке _С,г .вызывает перемагничивалие сер |
|||||||||
|
|
|
дечника,и по истечении определенного време |
|||||||||
% |
|
Г |
ни |
сердечник достигает |
состояния |
отрицатель |
||||||
r~ |
ного насыщения.Индуктивность Le резко умень |
|||||||||||
|
|
|||||||||||
Og |
|
t |
шается и происходит быстрый колебательный |
|||||||||
jL. |
процесс перезаряда конденсатора |
(интервал |
||||||||||
|
|
£ г |
|
После того.как ток перезаряда дос |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
V, |
1 |
-öi- |
тигает амплитудного значения,он начинает |
|||||||||
уменьшаться и полярность напряжения на об |
||||||||||||
L.1 |
|
Ц Г |
мотке |
IL i |
изменяется, В момент t 3 |
сердеч |
||||||
Ркс.23. |
|
ник вновь становится ненасыщенным,его индук- |
||||||||||
|
тивность |
резко |
возрастает,и дальнейший за |
|||||||||
ряд |
конденсатора протекает |
медленнее |
(интервал |
- £ /,). В течение |
||||||||
времени перемагничивашя' |
напряжение |
на зай м ах |
реактора |
сохраня |
||||||||
ется |
примерно |
неизменным,а |
затем в момент |
происходит |
насыщение |
сердечника в "положительном1' направлении.Теперь конденсатор с по
лярностью, обратной |
показанной на рис.2 3 ,подключен непосредственно |
к тиристору через |
насыщенную индуктивность Ьг . Если обратныя ток |
через тиристор превышает ток нагрузки,тиристор запрется.После это го конденсатор вновь перезаряжается током нагрузки,приобретая на чальную полярность и подготавливая схему к следующему циклу.На
практике можно выбрать индуктивность Z,2 |
таким |
образом,чтобы сос |
|
тояние "отрицательного" насыщения сердечника не достигалось.В |
|||
этом случае всплеск анодного |
тока на интервале |
~t-i отсутствует. |
|
В тиристорных импульсных |
генераторах |
очень |
широко использует |
ся метод коммутации,при котором заряженный конденсатор подключает
ся |
с |
помощью вспомогательного |
тиристора. Простейшая и наиболее |
||||
распространенная схема показана на рис, 2°4» Она часто |
используется ' |
||||||
и для |
запирания ДТ.Пусть ТТ4 |
открыт в течение |
времени t i - (исход |
||||
ное |
состояние |
схемы },а вспомогательный тиристор |
TTg |
открывается |
|||
на |
время |
.После отпирания тиристораГГг изменение |
потенциала |
||||
анода |
тиристора Tty мочено записать в виде: |
|
|
|
|||
|
|
|
Veftil |
ic'dt + Пост |
; |
{2-24) |
" 38 —
где I7c(t,l- напряжение на конденсаторе С к моменту i t |
, t t. - ток |
“ °+ перезаряда конденсатора С через |
тиристор TTg„ |
^Если за время ü t i емкость С успевает заря диться через нагрузку и тиристор ТТ8 до нап
|
|
|
ряжения питания Е,то |
t, |
|
|
|
||||
|
|
|
* |
th (tJ ~ -(E -ttc tr) ■+J r fia 'd t |
(2-25) |
||||||
|
|
|
- |
ток |
перезаряда |
^ C |
|
n |
С через |
||
|
|
|
где to |
конденсатора |
|
||||||
|
|
|
резистор R |
к |
тиристор |
ТТу. Легко показать,что |
|||||
|
|
|
|
и я |
|
<сг» ас |
(г-26) |
||||
|
|
|
йэ соотношений 2 -24,2 -25,2 -26 имеем |
|
|
||||||
|
|
|
У, (І) « -£ > 2th<T >-г(Е-им )£ '% |
|
(з-1?) |
||||||
|
|
|
Выключение тиристора ыояно гарантировать, если |
||||||||
|
|
|
и при |
этом |
% (* * * ,! & о , |
(2 - 28) |
|
||||
|
|
|
скорость нарастания |
прямого иапря- |
|||||||
|
|
|
. женил |
на |
приборе удовлетворяет |
условию |
|||||
Р ш м . |
|
|
|
|
|
Itt&KC |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В случае активной |
нагрузки |
|
|
t |
|
( 2 - 2 9 ) |
|
|
|||
и |
e |
|
_ |
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
E “f~ bJc(tt) Ы oar |
- |
/ у Ѵ ^ Г / |
|
|
|
|
|||
где Т , = # « ’£ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формулу 2-29 с учетом соотношений 2-25,2-26 нетрудно привести к
виду |
/ |
- |
т - и ^ г Н і |
- е “ *,/g *; |
^ |
. |
|
tc |
- |
^ |
--------------------- 1 |
|
и - щ |
Из выражений 2-27 и 2-ЗС согласно условию 2-28 следует,что для
выключения тиристора TTj. и |
схеме рис, 24необходимо иметь: |
||
_ «_ ________ І-’врікп |
■ |
\ |
(З ^Зі) |
€ ~ ■*> О .» £ - ІЗоСТ |
Т, |
||
R»tr>2- |
'(1 - |
е ' ч Ц |
|
Скорость нарастания прямого напряжения.на ТТі не превышает величи
ны |
d ^ j ^ t |
в |
точке 'Ьй , где t |
a - момент |
прохождения потенциала 5", |
||||
через |
нуль |
с |
положительной |
производной.Определив из |
уравнения |
||||
2-27 с учетом |
равенства 2 |
-30 |
величину |
a ^ /r ji |
при |
І = t„bполучим, |
|||
что |
dUip/jj. |
|
не превышает |
значенияЕ |
«Тогда согласно неравенст |
||||
в а |
-Je |
для |
гарантированного |
выключения |
тиристора ТТі с помощью п а |
раллельного конденсатора кроме выполнения условия'2-31 надо обес
печить |
. |
|
|
|
|
с > ~сhttps://studfile.net/~7Г/т—7— >------ |
(*-■»; |
|
|
|
■Р/ |
(dUbp/rft / маис |
|
|
Из двух условий £ -31,2-32 последнее |
цо кет оказаться |
определяющим |
||
при выборе |
емкости |
конденсатора С в |
случаях расчета |
быстродейст» |
|
|
(tgnim |
|
|
|
- 37 |
- |
|
|
^ W c f t |
|
|
|
|
|
вуззщих |
мало) |
и чу- |
ительннх к |
достаточно высо |
|||||||||||
ковольтных схем на |
тприст- . |
■•. Заметим,что для тиристоров |
типа КБ |
||||||||||||
102 |
величина |
<P’ ^ / d t |
)исшс -ь- |
I |
І/мчсеи> Выключение |
и помощью вспомо |
|||||||||
гательного тиристора и LC контура широко используется п силовой |
|||||||||||||||
импульсной технике |
(п регуляторах напряжения,импульсных стабилиза |
||||||||||||||
торах и |
преобразователях ).Одна из |
подобных схем |
показана |
на рис.25» |
|||||||||||
|
|
Г Гл' |
|
|
|
Здесь |
TTj |
~ тиристор,через |
который |
прохо |
|||||
|
|
|
|
|
дит полным ток нагрупки;ТТя |
- |
вспомогатель |
||||||||
+ £ |
а |
/ |
S |
|
|
||||||||||
|
|
ный тиристор,служащий для управления про |
|||||||||||||
О— г |
- № |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
цессом |
коммутации |
тока тиристора ТТ* ,Д ,- |
||||||||||
с JL^ |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
диод |
в |
цепи контура коммутации,служащий |
|||||||||
+ |
(-) |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
для пр.-рнванил колебательного |
разряда кон |
||||||||||
«/ |
------ |
|
|
|
|||||||||||
Лг |
£н. |
денсатора |
С. La- |
индуктивность |
в колебатель |
||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
•&' і в |
|
|
|
ном контуре;С - коммутирующий |
конденсатор; |
|||||||||
|
—j^-^yWvs. |
|
|
■J |
AÄда од, шунти руюда і$ нагрузку |
(данный диод |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
необходим при индуктивном характере нагруз |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
ки для замыкании нагрузочного тока после |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
выключения ключа)«При пуске схсш необхо- |
|||||||||
-Е |
|
|
|
|
|
дш.:о подать первоначально отпирающий им |
|||||||||
Рис. Л5. |
|
|
пульс |
на ТТо . Di ристор откроется и |
коммути |
||||||||||
|
|
|
рующий конденсатор начнет зарлкаться от ис |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
точника |
питания.Б |
конце |
процесса заряда кон |
денсатор зарядится до напряжения 1/ч , примерно равного по величине напряжению источнике питания Е с полярностью,соответствующей обо значениям в скобка:-: .Процессы d схеме рассмотрим в случае индуктив ной нагрузки.С приходом управляющего импульса на тиристор TTj он отг-ы вается и ток нагрузки возрастает по экспоненциальному закону. Одновременно происходит процесс резонансного колебательного пере заряда' коммутирующего конденсатора по цепи а , в , с , d ,a . Процесс пере зарядедлится в течение половины периода собственных колебаний ко нтура к блокируется диодом Д1 и тиристором 1Тг .Ток через тиристор TTt будет проходить до трх пор,пока при 1' « £э на тиристор ТТ<>
от управляющего устройства не поступит отпирающий поло;.гительшй
импульс»После |
отпиранил |
ТТ£ ток,протекающий через него,практичес |
||
ки мгновенно |
станет равные -току нагрузки,а ток |
тиристора |
ТТ4умень |
|
ш а л до нуля.При стом в |
результате начаишеі'ося |
процесса |
разряда |
коммутирующего конденсатора С к тиристору ТТ* приложено запирающее
Напряжение,fro |
обратное напряжение ускоряет восстановление запи |
|
||||
рающей способности тиристора,:: если продолжительность интервала |
|
|||||
времени |
&t = |
tig - t j |
достаточно велика,то тирис-іор ITj восстано |
|||
вит аадаражую |
способность,В |
интервале времени bt, - |
£ s происходит |
|||
процесс |
варлиа |
конденсатора |
до напряжения источника |
питания. |
. - |
- 38 -
8 интервале времени t$ ~tb ток нагрузки замыкается через вотирую щий диод Дг,Для надежного запирания силового тиристора величина емкости дол-та удовлетворять:
|
С а TtfHQKC " tZ ö tC T |
öo |
(2-33) |
|
где Іи папе- |
максимальный |
ток нагрузки; |
|
|
ts tu ti- |
максимально |
возможное время восстановления; |
7.0- сопротивление активных потерь контура
резонансная частота; |
|
! |
Суиіествущие схемы клея:ей с емкостной коммутацией,в том чис- |
j |
|
ле и наиболее перспективные,обладают |
целым рядом недостатков; |
[ |
увеличенное число тиристоров, потери |
анергии при "холостом11 зар я - |
! |
Де комг.'угируіацем емкости,существенное изменение ареаенп перезаря- |
і |
|
да коммутирующего конденсатора при широком каыенешгл нагрузки (а |
; |
|
следовательно, и изменю времени предоставляемого для восетакоэ- |
і |
.пения запирающій свойств силового вентиля ). Кроме этого,клети с KOir-j
дексаторной коммутацией имеют значительный вес м нязхув надежность ■ |
|
при работе на повышенной частоте. Указанные недостатки устраняют- . |
; |
ся при применении отдельного источника коммутирующего напряжения |
} |
п полностью управляемого прибора,например транзистора, рис. 516,s так
же при использовании |
коммутации с поиопъы дололнктельно го |
транс- |
| |
|||
форматора,включенного последовательно с |
тилк:стсро?п,рис.27 .При о т - |
‘ |
||||
|
пкраіпш тирнитора TT рис. 26 ток течет через |
. |
||||
|
нагрузку ßf» .Чтобы запереть тиристор на сазу . ■ |
|||||
|
транзистора ПТ подается |
отпирающій іш іульс.В |
і |
|||
|
результате вспомогательный источник В£ подк- |
j' |
||||
|
лютаѳтся іс тиристору к |
при выполнения |
условия |
|
||
|
• |
' • |
• |
<*-**> |
. |
Д |
Р и С •?6 |
запирает его. 8 данной сдаче транзистор долйен |
, |
||||
выдерживать напряжение Е,+ Бг ,іг также проискать |
импульсный ток |
Д |
несколько больший тока тиристора.В схеме рае.2?для того,чтобы тразн сдарттор Тр не насыщался,при его расчете избирается достаточно ш э - г 4* O’ кое значение индукции,а в сердечнике предуеыат-
J.J.риваетея эоздупшй зазор. Вторичная обмотка Тр
|
должна пропускать ток нагрузка при малом паде- |
с— ~в |
иии напряжения по сравнена? с величиной питав- |
£___-TL«-'- щвго напряжения.5Соцда отпирается тиристор,ток * |
|
|
течет через нагрузку.Для затирания н катоду ти |
|
ристора через трансфокатор прикладывается по- |
R |
лолнтелыкй кыпульс от внешнего импульсного ге - |
- о |
' ■ |
Р и с 2 7 |